《IJP》呂云卓等工作:低溫處理激光增材制造高熵合金拉伸性能和各向異性的優(yōu)化
發(fā)布日期:2024-07-18 瀏覽次數(shù):
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等原子CrMnFeCoNi合金需求,也被稱為Cantor合金,是一種單相面心立方高熵合金(HEA)組合運用,由于其在77K時(shí)優(yōu)異的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和機(jī)械性能更讓我明白了,具有用于低溫結(jié)構(gòu)應(yīng)用的潛力。然而在室溫下積極,CrMnFeCoNi的屈服強(qiáng)度僅為~215MPa充分,但它的應(yīng)變硬化顯著,極限抗拉強(qiáng)度為~500MPa廣泛應用。一些提高HEA屈服強(qiáng)度的嘗試取得了適度的成功,因?yàn)槠鋸?qiáng)度的增加伴隨著延性的急劇下降橫向協同。
為了避免這種合金的強(qiáng)度-延性平衡哪些領域,已經(jīng)設(shè)想了促進(jìn)位錯(cuò)增殖和阻礙其運(yùn)動(dòng)的微觀結(jié)構(gòu)剪裁。其中一些定制策略包括在固溶體基質(zhì)中分散納米沉淀物不斷創新,晶粒細(xì)化建立和完善,納米孿晶的原位成核和通過預(yù)變形處理構(gòu)建異質(zhì)結(jié)構(gòu)。在這些方法中參與水平,在HEA中原位成核納米孿晶被認(rèn)為是最有效的策略大型,因?yàn)樵怀珊思{米孿晶的相干邊界不會(huì)在變形過程中在材料中產(chǎn)生應(yīng)變不均勻性。相比之下明確相關要求,在其他裁剪策略中形成的非相干晶界和相界具有相對較低的熱穩(wěn)定性和機(jī)械穩(wěn)定性重要意義。原位成核納米孿晶作為位錯(cuò)滑移的有效屏障,并在塑性變形過程中觸發(fā)進(jìn)一步的孿晶深化涉外,從而顯著增強(qiáng)HEA而不影響其延展性體系。此外,孿晶的形核還會(huì)使晶體局部重新定向開展試點,促進(jìn)更強(qiáng)烈的位錯(cuò)相互作用攜手共進,從而促進(jìn)均勻變形,防止應(yīng)變局部化推進一步。
為了解決上述所有問題經過,大連交通大學(xué)呂云卓教授團(tuán)隊(duì)研究了LMD制備的CrMnFeCoNi在制備和DCT處理?xiàng)l件下的微觀組織演變和力學(xué)行為。結(jié)果表明,在中等激光功率為1400 W的情況下明確了方向,在DCT處理后系統性,可以獲得最佳的殘余應(yīng)力分布,在不損失延性的情況下增產,可以提供最大的強(qiáng)度增強(qiáng)便利性。相關(guān)研究成果以“Optimization of tensile properties and anisotropy in a cryogenically treated laser additively manufactured high entropy alloy”為題發(fā)表在International Journal of Plasticity上。
研究人員用不同的激光功率制造構(gòu)件行動力,并測量產(chǎn)生的殘余應(yīng)力分布(圖1-2)提供有力支撐。然后,研究了DCT循環(huán)對殘余應(yīng)力分布和缺陷密度的影響保供。此外逐步顯現,通過執(zhí)行拉伸測試,在構(gòu)建和DCT處理?xiàng)l件下引領,沿著構(gòu)建和掃描方向(BD和SD)評估構(gòu)建的機(jī)械性能(圖3-4)自動化裝置。主要成果如下:當(dāng)激光功率為1400W和2300W時(shí),構(gòu)件的殘余應(yīng)力分布梯度最大應用前景、最淺(圖5)有很大提升空間。隨著DCT循環(huán)次數(shù)的增加,在構(gòu)建上的壓應(yīng)力疊加將兩個(gè)構(gòu)建的殘余應(yīng)力剖面轉(zhuǎn)移到更多的壓應(yīng)力上(圖6)首次。同時(shí)可能性更大,底部和中間部分的脫位密度顯著增加,但頂部的強(qiáng)化程度明顯較低搖籃。在力學(xué)性能上存在明顯的各向異性技術,因此在兩種建筑中,沿SD的強(qiáng)度和延展性明顯高于沿BD的強(qiáng)度和延性推動。盡管DCT沿SD的最大強(qiáng)度比底部的強(qiáng)度低15%相對較高,但它仍然是一種極好的無損技術(shù),可以在不犧牲延性的情況下提高強(qiáng)度信息。這種方法也可以應(yīng)用于具有低層錯(cuò)能的合金相關。
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